吉林SIEMENS西門子S7-1500PLC模塊代理商     吉林SIEMENS西門子S7-1500PLC模塊代理商

 
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現(xiàn)在我們來說說s7-1500.西門子SIMATIC S7-1500PLC模塊

說到S7-1500，大家都會有一大堆問題：什么是S7-1500？為什么叫S7-1500？它啥時候推出的？和200、300、400有啥區(qū)別啊？

你用過1500麼？知道麼？好多人反映是相同的，不了解，有人說我剛學(xué)s7-200、300.400，1500來了讓我怎么辦呢？也有不同聲音，“用西門子?xùn)|東，全家死光光”雖然有點(diǎn)粗，可是這恰恰反映了200.300.400的缺點(diǎn)呢？這也是西門子吸收各方意見和建議推出d7-1500的原因呢？

為啥叫s7-1500？個人認(rèn)為是西門子區(qū)別s7-200、s7-300、s7-400吧，證明1500與眾不同吧，也是1500順應(yīng)了Plc發(fā)展趨勢，屬于新型工業(yè)化智能化的，功能更加強(qiáng)大，無論軟件硬件都是其他系列產(chǎn)品*的、。

西門子s7-1500是否是s7-300、s7-400的升級版呢？

答案是肯定的，可以兼容，沒有問題！

如果學(xué)習(xí)s7-1500不從s7-300、s7-400開始學(xué)習(xí)行麼？行，如果你有300、400的基礎(chǔ)會更容易上手，學(xué)習(xí)起來事半功倍。

軟件是否不一樣呢？

答案是不一樣，安裝更方便，使用更靈活

SIMATIC S7-1500 PLC控制器擁有杰出的系統(tǒng)性能和一系列標(biāo)準(zhǔn)化功能，如運(yùn)動控制、廠際信息安全、設(shè)備安全等。其尤其體現(xiàn)在創(chuàng)新的設(shè)計(jì)上，使調(diào)試更加方便，操作更加安全，并可對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行可調(diào)試的診斷。而其與TIA博途軟件平臺的完美結(jié)合，則可令項(xiàng)目成本進(jìn)一步降低。新一代SIMATIC S7-1500 PLC控制器將分階段逐步推向市場。初期的三種上市產(chǎn)品為中檔產(chǎn)品，按CPU型號分為：1511、1513 和1516。每一種型號都可選擇F型版本（故障安全版本）用于安全應(yīng)用，并可調(diào)節(jié)不同性能等級。

西門子新一代TIA博途V12軟件平臺在之前的基礎(chǔ)上添加了更多功能。譬如在無縫驅(qū)動集成方面，新的TIA博途V12軟件平臺可用于西門子Sinamics G系列變頻器，通過“Sinamics Startdrive V12”工程系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置 ，并添加了系統(tǒng)診斷功能。此外，它也支持SIMATIC S7-1500 PLC控制器的安全功能，并拓展了Profinet的通訊功能。代理

2010年推出的西門子TIA博途（全集成自動化工程軟件平臺）使用戶能夠通過配置快速、直觀地執(zhí)行自動化和驅(qū)動任務(wù)。其軟件平臺專為實(shí)現(xiàn)率和易用性而設(shè)計(jì)，同時適用于新老用戶。TIA博途為控制器、人機(jī)界面（HMI）和驅(qū)動器等提供了標(biāo)準(zhǔn)的工程理念，可分享統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲和一致的操作方式——譬如，在配置、通信和診斷期間的操作，并針對所有自動化對象提供強(qiáng)大的庫功能。西門子S7代理-1500主機(jī)模塊6ES75901AB600AA0詳細(xì)介紹

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為工業(yè)企業(yè)數(shù)字化工廠產(chǎn)線設(shè)計(jì)、建設(shè)、互聯(lián)互通等提供專業(yè)產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù)；
　　為工業(yè)企業(yè)提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、、調(diào)試運(yùn)維及工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺解決方案和服務(wù)；
　　為工業(yè)企業(yè)和提供電氣自動化控制、傳動整體解決方案及項(xiàng)目集成、實(shí)施；
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西門子S7-1500優(yōu)勢一:
它的外觀設(shè)計(jì)更人性化，選用時更容易被工程現(xiàn)場人員所接受。S7-1500模塊大小比S7-300稍大，機(jī)架類似于S7-300，前連接器安裝時具有接線位置，并提供專門的電源元件和屏蔽支架及線卡，使接線更方便，可靠性更高；尤其讓工程人員心動的是CPU上配置有LED顯示屏，可方便顯示CPU狀態(tài)和故障信息等。

西門子S7-1500優(yōu)勢二:
從硬件方面來說，S7-1500PLC的處理速度更快，聯(lián)網(wǎng)能力更強(qiáng)，診斷能力和安全性更高，不僅可節(jié)省成本，提高生產(chǎn)效率，而且安全可靠，維護(hù)簡單方便，真正成為工廠客戶和現(xiàn)場維護(hù)人員控制器。例如，相對于S7-300/400，S7-1500 PLC采用新型的背板總線技術(shù)，采用高波特率和高傳輸協(xié)議，使其信號處理速度更快；S7-1500所有CPU集成1-3個PROFINET接口，可實(shí)現(xiàn)低成本快速組態(tài)現(xiàn)場級通信和公司網(wǎng)絡(luò)通信，而S7-300/400PLC只有個別型號CPU才集成有PROFINET接口；S7-1500 PLC的模塊集成有診斷功能，診斷級別為通道級，無需進(jìn)行額外編程，當(dāng)發(fā)生故障時，可快速準(zhǔn)確地識別受影響的通道，減少停機(jī)時間，這是S7-300/400PLC所*的。

西門子S7-1500優(yōu)勢三：
S7-1500PLC的組態(tài)和編程效率更高，信息采集和查看更方便，這也是工程設(shè)計(jì)人員的福音。由于S7-1500PLC是無縫集成到TIA博途軟件中，無論是硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)連接和上位組態(tài)，還是軟件編程，其操作均簡單快捷。而S7-300、S7-400PLC組態(tài)編程軟件為經(jīng)典STEP7，上位組態(tài)軟件為WinCC，相對于TIA博途軟件，某些操作顯得繁瑣（例如對于各個程序塊需要每個單獨(dú)存盤，當(dāng)有語法錯誤時，則無法執(zhí)行保存操作）。對于S7-1500，可通過Internet瀏覽器、內(nèi)置CPU顯示屏、TIA博途和HMI設(shè)備隨時查看CPU狀態(tài)、過程變量和故障信息等，而對于S7-300/400 PLC，則沒有CPU顯示屏，信息采集和查看也沒有S7-1500PLC方便。

西門子S7-1500優(yōu)勢四：
相對于西門子S7-300、S7400PLC，西門子S7-1500PLC支持的數(shù)據(jù)類型更廣泛。S7-1500PLC的基本數(shù)據(jù)類型的長度大到64位，而S7-300/400 PLC支持的基本數(shù)據(jù)類型長度大為32位；S7-1500PLC支持Pointer、Any和Variant三種類型指針，S7-300/400PLC只支持前兩種。這些特點(diǎn)，均使S7-1500PLC的編程更加靈活。

西門子S7-1500優(yōu)勢五：
S7-1500 PLC無需使用其它模塊即可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制功能。通過PLCopen 技術(shù)，控制器可使用標(biāo)準(zhǔn)組件連接支持PROFIdrive 的各種驅(qū)動裝置；此外，S7-1500 PLC還支持所有CPU 變量的TRACE 功能，提高了調(diào)試效率，優(yōu)化了驅(qū)動和控制器的性能。

相對于S7-300和S7-400PLC，西門子S7-1500功能更加強(qiáng)大，相信在未來的發(fā)展中可以得到更廣泛的應(yīng)用。

西門子S7-1500PLC是替代S7-300/400的新一代PLC，其軟件平臺為TIA博途。
1.可供用戶使用的充足的資源
作為新一代大中型PLC，S7-1500比S7-300/400的各項(xiàng)指標(biāo)有很大的提高。CPU1516-3PN編程用的塊的總數(shù)多為6000個，數(shù)據(jù)塊大5MB，F(xiàn)B、FC、OB大512KB。用于程序的工作存儲器5MB，用于數(shù)據(jù)的工作存儲器1MB。
插槽式裝載存儲器（SIMATIC存儲卡）大2GB，可存儲項(xiàng)目數(shù)據(jù)、歸檔、配方和有關(guān)的文檔。
S7定時器、計(jì)數(shù)器分別有2048個，IEC定時器、計(jì)數(shù)器的數(shù)量不受限制。位存儲器（M）16KB。
I/O模塊多8192個，過程映像分區(qū)多32個，過程映像輸入、輸出分別為32KB。每個機(jī)架多32個模塊。
運(yùn)動控制功能多支持20個速度控制軸、定位軸和外部編碼器，有高速計(jì)數(shù)和測量功能。

2.超高速的運(yùn)算處理速度
位操作指令的處理時間典型值為10ns，換句話說，每一微秒可處理10萬條位操作指令。浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算指令的處理時間典型值為64ns。
S7-1500采用當(dāng)前背板總線和高效的傳輸協(xié)議，保證了快速信號處理。點(diǎn)到點(diǎn)的反應(yīng)時間不到500μs。
AI、AO模塊的分辨率均為16位，8點(diǎn)AI模塊每個模塊的轉(zhuǎn)換時間為125μs。數(shù)字量輸入模塊具有50μs的超短輸入延時。
用于計(jì)數(shù)、測量和定位輸入的工藝模塊TMPosInput的號頻率為1MHz，4倍速時為4MHz。可用RS-422接口連接脈沖編碼器，支持等式模式、診斷中斷和硬件中斷。
采用PROFINETIRT通信可以保證確定的

SIEMENS 可編程控制器

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為了達(dá)到 PID 自動/手動控制的無擾動切換，需要在編程時注意一些相關(guān)事項(xiàng)。下面分別就直接使用 PID 指令編程，和使用 PID 向?qū)Ь幊虄煞N情況作一介紹。

1.直接使用 PID 指令編程時的 PID 自動/手動無擾切換

直接使用 PID 指令塊編寫 PID 控制程序時，可以簡單地使用“調(diào)用/不調(diào)用”指令的方式控制自動/手動模式。因?yàn)?PID 指令本身已經(jīng)具有實(shí)現(xiàn)無擾動切換的能力，此時在 PID 指令控制環(huán)節(jié)之外編程沒有多大必要。

PID 指令的 EN 輸入端使能（為“1”）時，我們認(rèn)為是自動控制模式；EN 輸入端未使能（為“0”）時，我們認(rèn)為是手動控制模式。

PID 指令本身有一個“能流歷史狀態(tài)位”，以記錄指令的狀態(tài)切換。在 EN 端從“0”變?yōu)?rdquo;“1”時，PID 指令認(rèn)為這是從“手動”模式向“自動”模式切換。PID 指令此時會自動執(zhí)行一系列動作，以配合無擾動切換：

• 使設(shè)定值（ SPn） = 當(dāng)前過程反饋?zhàn)兞浚≒Vn）
• 設(shè)置上次采樣過程變量（PVn-1） = 當(dāng)前過程反饋?zhàn)兞浚≒Vn）
• 設(shè)置積分偏差和（或所謂積分前項(xiàng)）（Mx） = 當(dāng)前輸出值（Mn）

使設(shè)定值等于當(dāng)前反饋值可以避免出現(xiàn)偏差，使之不存在調(diào)整的要求；當(dāng)然如果有工藝要求，也可以后續(xù)調(diào)整設(shè)定值。其他的動作都是為了使 PID 在后續(xù)的操作中不改變輸出的值。

在編程時要注意：

• 從自動模式向手動模式切換時，PID 指令的 EN 端不再有能流，計(jì)算停止，輸出值 Mn 不再變化。此時如果需要操作人員人工觀察控制的結(jié)果，手動控制輸出量，就可以通過用戶程序直接改變回路表中的輸出值存儲單元內(nèi)容（見數(shù)據(jù)塊或系統(tǒng)手冊的相關(guān)部分內(nèi)容）。如果有必要，操作人員的操作可能要進(jìn)行一些標(biāo)準(zhǔn)化換算。
• 為保證從手動模式向自動模式的切換無擾動，需要在手動控制時，或在切換過程中，禁止對 PID 回路表中設(shè)定值的更新，以便切換時 PID 指令用當(dāng)前過程反饋值替代設(shè)定值。切換完成后，操作人員可以調(diào)整設(shè)定值。

2.使用 PID 向?qū)Ь幊虝r的 PID 自動/手動無擾切換

使用 PID 指令向?qū)Ь幊虝r，指令向?qū)詣诱{(diào)用 PID 指令，并且編寫外圍的控制變量標(biāo)準(zhǔn)化換算、定時采樣等功能。用戶在使用 PID 指令向?qū)r，需要在用戶程序中用 SM0.0 調(diào)用指令向?qū)傻淖映绦颍ㄈ?PIDx_INIT 子程序）。PID 向?qū)Э梢陨蓭ё詣?手動切換功能的子程序，這個子程序使用一個數(shù)字量點(diǎn)為“1”、“0”的狀態(tài)來控制是否投入 PID 自動控制。

到目前為止（STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5），使用 PID 向?qū)傻淖映绦驎r，由于用戶程序不能直接使用 PID 指令，它的無擾切換能力因?yàn)楦袅送鈿ぷ映绦颍允艿搅司窒蕖Ｈ绻麑o擾切換要求比較嚴(yán)格，需要另外編一些程序加以處理。

考察如下 PID 控制子程序。

圖 4.1.1. PID 向?qū)傻闹噶?/p>

圖中：

1. 過程反饋量
2. 設(shè)定值，實(shí)數(shù)
3. 自動/手動控制，“1”=自動，“0”=手動
4. 手動控制輸出值，0.0 - 1.0 之間的一個實(shí)數(shù)
5. PID 控制輸出值

要實(shí)現(xiàn)無擾動切換，必須：

• 在從自動向手動切換時，使手動輸出值（VD2004）等于當(dāng)前的實(shí)際控制輸出值；
• 在從手動向自動切換使，使設(shè)定值相當(dāng)于當(dāng)前的過程反饋值。

為此，可編寫類似下圖所示的程序，放在 PID 控制子程序之前：

4.1.2. 無擾切換處理程序

圖中：

1. 自動/手動切換控制點(diǎn)
2. 從自動向手動切換時，使手動輸出值等于實(shí)際當(dāng)前值
3. 從手動向自動切換時，把當(dāng)前反饋量換算為相應(yīng)的給定值

上述程序中的 Scale_I_to_R 就是量程變換指令庫中的子程序。這是為了解決過程反饋與設(shè)定值之間的換算問題。用戶也可以自己編程換算，或者根據(jù)反饋與給定的取值范圍決定是否需要換算。

此段程序適用于 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5 及以前版本，僅供參考，如果在實(shí)際項(xiàng)目中使用，上述程序未必一定適用。用戶需要根據(jù)實(shí)際工藝決定自己的編程思路。

4.2. PID調(diào)節(jié)步驟簡介

建議PID參數(shù)調(diào)節(jié)步驟：

（1）前提條件：反饋信號是否穩(wěn)定，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否正常以及控制器的正反作用。（確保PID在自動模式下）

（2）積分時間設(shè)置為無窮大INF（或9999.9），此時積分作用近似為0；將微分時間設(shè)置為0.0，此時微分作用為0 。然后開始調(diào)節(jié)比例作用，逐步增大比例增益

（3）當(dāng)過程變量達(dá)到給定值且在給定值上下波動，將調(diào)好的比例系數(shù)調(diào)整到50%~80%后，由大到小減小積分時間，直到過程值與設(shè)定值相等或無限接近

PID調(diào)節(jié)有很多種方法，以上僅是建議步驟，也并未考慮微分作用，客戶依據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)節(jié)，同時可以參考反饋與給定的曲線圖

用戶經(jīng)常會遇到這樣的問題：嘗試了很多組PID參數(shù)，都無法滿足控制器的要求， 此時需要考慮PID的采樣時間是否適合當(dāng)前系統(tǒng)。采樣時間就是對反饋進(jìn)行采樣的間隔。短于采樣時間間隔的信號變化是不能測量到的。采樣時間過短，兩次實(shí)測值的變化量太小，也不合適，而且增加PLC的運(yùn)算負(fù)擔(dān)；采樣間隔過長，將會引起有用信號的丟失，使系統(tǒng)品質(zhì)變差，不能滿足擾動變化比較快、或者速度響應(yīng)要求高的場合。除此以外，也有可能是系統(tǒng)自身的問題，無法調(diào)節(jié)到穩(wěn)定，例如， 不規(guī)律的干擾，或者反饋信號不穩(wěn)定。

4.3. 手動調(diào)節(jié)PID至穩(wěn)定問題與解決方法：

1. PID輸出總是輸出很大的值，并在這一區(qū)間內(nèi)調(diào)節(jié)變化。

產(chǎn)生原因：增益（Gain）值太高
PID掃描時間（sample time）太長（對于快速響應(yīng)PID的回路）

解決方法：降低增益（Gain）值并且/或選擇短一些的掃描時間

2. 過程變量超過設(shè)定值很多（超調(diào)很大）

產(chǎn)生原因：積分時間（Integral time)可能太高。

解決方法：降低積分時間 3. 得到一個非常不穩(wěn)定的PID。

• 如果用了微分，可能是微分參數(shù)有問題
• 沒有微分，可能是增益（Gain）值太高

解決方法：

• 調(diào)整微分參數(shù)到0－1的范圍內(nèi)
• 根據(jù)回路調(diào)節(jié)特性將增益值降低，低可從0.x 開始逐漸增大往上調(diào)，直到獲得穩(wěn)定的PID。

如何獲取一組合適的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)快速并穩(wěn)定的PID控制？

PID調(diào)節(jié)過程中，用戶通常需要做多次的參數(shù)調(diào)節(jié)才能獲得的控制效果。從下面反饋（過程變量）與給定之間的曲線圖中，可以看到黃色曲線較理想。用戶可以將調(diào)節(jié)的PID反饋與給定曲線與下圖中對比，并修改相關(guān)參數(shù)（但是因?yàn)楝F(xiàn)場情況不一樣，用戶還需具體問題具體對待，下圖中的建議僅供參考：

反應(yīng)時間和高精度的系統(tǒng)響應(yīng)，短循環(huán)時間為250μs。